浅谈数据中心的布线设计.doc

浅谈数据中心的布线设计一、数据中心及布线的概述随着经济的迅猛发展，我国的互联网也得到了空前发展。根据中国互联网络信息中心（CNNIC）发布的第22次中国互联网络发展状况统计报告显示，截至2008年6月底，我国网民数量达到了2.53亿，首次大幅度超过美国，网民规模跃居世界第一位1。由此，众多的企业、机构、政府部门等，都越来越重视网络的发展，加强其自身网络基础设施的建设，其中，最为重要的就是网络数据中心的建设，随着数据量逐年的成倍增加，这一需求变得日益迫切。数据中心按其规模，基本可分为两种类型：小型数据中心只有上百平方米，大型数据中心有几千甚至几万平方米。根据其规模不同，可由企业自建，也可以采用租赁的方式向第三方进行承租。（1）小型数据中心基本由企业自建，位于本企业的办公楼内。小型数据中心是企业数据网的中心枢纽，内有少量的服务器、核心交换机和程控交换机等设备。它是办公楼的综合布线的主配线间、进线间，有时也可能兼有分配线间的功能。该类型的数据中心内数据点和语音点往往归于大楼内的综合布线系统，由大楼的综合布线系统集中考虑，设计时主要遵循综合布线系统设计和施工规范。（2）大型数据中心由第三方建造或是由实力雄厚的企业自建。机房内服务器、存储设备、交换设备、配线架、机柜等设备较多。这样的机房占地面积较大，可能把独立楼栋作为机房，也可能将大楼的一层或几层作为机房。如果是整栋楼作为机房，机房内布线应主要按TIA942规范进行设计，将机房布线作为一个独立的系统来考虑。如果是大楼的一层或几层作为机房，机房内布线一般也按TIA-942规范进行设计，同时，该楼的其它楼层办公区域布线的总配线区，也可以设在该机房内，并通过垂直主干连到大楼的办公区域。 二、有关数据中心及数据中心布线的设计规范数据中心由于其系统复杂，设计要求高，与建筑物的设备间、监控中心的建设技术要求不完全相同，一般需要作为一个独立的系统进行单独设计。但是在我国传统弱电设计体系中，并没有给出专门的“数据中心”、“数据中心布线”的相关设计规范，在进行具体设计时，存在不少问题。现有规范中，一般都用“计算机房”的概念来概括所有机房类的功能房间，相应给出了机房的一些设计标准，如计算站场地安全要求GB9361-88【2】、电子计算机场地通用规范GB/T2887-2000【3】、电子计算机机房设计规范GB50174-93【4】、建筑物电子信息系统防雷技术规范GB50343-2004【5】等。这些标准大都没有具体针对性，适用于所有机房。在新版的智能建筑设计标准GB/T503142006【6】中，虽然专门谈到了“机房工程” 设计要求，但并没有作出具体规定，尤其对大型数据中心及其布线，没有进行讨论。在综合布线系统设计标准GB50311-2007【7】中，虽然新增了“进线间”设计概念与设计要求，但也只是把设备间与进线间作为综合布线系统的一个子系统来处理，没有把数据中心及其布线作为一个独立的大型系统来处理。在最新的民用建筑电气设计规范JGJ16-2008【8】中，也只给出“电子信息设备机房”这一通用标准，对数据中心及其布线设计没有很好的操作性。对于“数据中心”、“数据中心布线”目前主要还是参考国外的TIA-942规范。TIA-942规范是由美国通信工业协会(TIA) 于2005年4月发布的数据中心的电信基础设施标准【9】。该标准对数据中心布线做了详尽的阐述，将数据中心布线分为主次接入区、主配线区、水平配线区，依据数据中心规模的大小，有时还可能存在区域配线区。另外，该标准还对数据中心的选址、电气、暖通、空调等做了整体的考虑。三、数据中心布线设计分析数据中心是一个复杂的系统，其设计内容涉及建筑、结构、电气、暖通、消防、网络等诸多专业领域，每个领域都有其专门的设计要求，在TIA/EIA-942规范中都作了详尽的规定。下面针对其机房内部的布线设计过程中的一些问题，结合具体实例，作一个简要介绍。本工程为某通信中心机房。该机房为一栋独立建筑，共三层。一层为高压配电室、暖通设备机房、电源机房等。由于UPS电源荷载较重，放在一层；二层、三层均为数据机房，其中二层设有城域网机房、VOIP机房、IDC机房、局用交换机房，建筑面积约2300平方米；三层为预留AGC机房、长途交换机房、长途IP机房、长途传输机房，建筑面积约2500平方米。设计前，我们与甲方多次沟通，交换意见，了解设计要求，并考察了类似的机房项目工程，详细研究了国内相应的设计规范，特别是TIA-942规范，并把TIA-942规范作为我们设计的主要依据。1、设计要求由于该数据中心为重要的通讯枢纽，除了考虑布线系统本身的一些参数指标外，如品牌选择、线缆选择及走向、机柜选择及布置、电气测试等，还需要兼顾考虑建筑、结构、电气、暖通等多方面的问题，包括大楼的楼面荷载、空间大小、室内空气温湿度要求、空气质量要求、供电要求、设备安全要求、消防要求等。由于本文主要分析数据中心布线系统，关于数据中心其它的一些方面不做过多阐述。2、数据中心布线系统品牌选择。布线系统成功与否依赖于高质量的布线产品。现在市场上能够提供数据中心布线产品的厂家较多。质量可靠、性价比高、可扩展性好是本工程选择布线产品的主要依据。3、线缆选择根据规范要求，数据中心内部线缆主要包括水平区至设备区的水平线缆，主配线区至水平区、进线区至主配线区的主干线缆，以及交互连线的跳线和尾纤。在本工程中，结合工程实际传输要求和消防要求，本工程水平线缆主要选择增强6类双绞线以及50/125um，850nm工作波长的激光优化多模光缆，对绞电缆和多模光纤互为备份。主干线缆主要选择零水峰单模光缆及50/125um，850nm工作波长的激光优化多模光缆。4、机柜的选择现在生产机柜的厂家很多，有专门生产机柜的专业厂商，也有提供布线产品的布线厂家，选择余地很大。机柜的具体尺寸主要根据服务器、存储设备以及网络设备的大小来考虑。占地面积有有600 mm600 mm、600 mm800 mm、600 mm900 mm、600 mm1000 mm、600 mm1200 mm、800 mm800 mm、800 mm1000 mm、800 mm1200 mm等规格。宽度为600mm的机柜没有垂直线槽，一般用于安装服务器设备；宽度大于600mm的机柜两侧有垂直线槽，适合跳线多的环境，一般作为配线柜和网络柜。内部容积有21U，42U，47U等多种规格。本工程机柜使用量较大。考虑到采购、安装、走线方便，以及成本比较，使用的是专业生产机柜的厂家，规格有600 mm600 mm2100mm 、800 mm800 mm2100mm两种标准柜，内部容积42U。对于一些预留的位置，本工程选择了开放式机架，与机柜同样布置。5、机柜的布置机柜的布置是数据中心设计时考虑的重点。机柜布置时，需要考虑机柜前后的操作空间大小、线缆走向、机柜散热、机柜供电、管理方便等多个方面。过去一般都是将机柜朝一个方向排开。当机柜数量较少，这种布置方法基本能符合要求。但是当机柜数量巨大（像本工程中，小机房的机柜有62台，大机房的机柜有210台），必须要有一个合理的布置方式，以利于管理、布线、散热等问题的解决。根据TIA-942规范规定，机柜一般相向而列，机柜之间的间隔不小于1300mm。在本工程中，我们采取的方法是，根据机房建筑面积大小，把机柜分列、相向排布，二层IDC机房作为机房主配线区，其余机房为水平配线区。电信路由引入机房主配线区，利用单模光纤介质（多模作为备份）引入各个水平布线区的列头柜，再由列头柜通过多模（增强6类双绞线作为备份）分配至分配线区的服务器机柜。布置时，机柜列左右两侧距墙2500mm，机柜列与列之间距离1300mm。遇到有结构柱的地方，进行避让。6、线缆布置在TIA-942规范中，认可多种类型布线通道，包括架空地板系统和头顶线缆槽系统（典型用于数据中心）。架空地板系统一般用于高容量和高密度接入的数据中心，或支持大型计算机系统（如主机）的数据中心。这些计算机系统被设计为从底部引入线缆。高架地板下的电信布线建议放置于线槽中，线槽要求不能阻挡气流，无锋利边角。头顶线缆槽系统应从天花板上悬挂下来，而不是附在机架/机柜的顶部，这样的悬挂式线槽具有更好的灵活性，可支持不同高度的机柜/机架设备。在本工程中，电信线缆从室外埋地引入建筑物，然后沿弱电井引至二层IDC机房，经主配线区处理后，分别引至二层、三层的其他机房。电力电缆从室外引至一层电源机房，再从一层电源机房沿强电井引至二层、三层的各个机房。线缆使用量较大，工作时散热较多。若全部采用高架地板下布线，则给机房内部的通风散热带来麻烦。虽然可以采取较完善的通风散热系统，但同时也带来机房用电量增加，运行费用提高，不符合国家节能政策。经仔细论证，最终采用全托盘桥架方式布线。在机房内部，有横向、列向两种桥架。横向桥架位于机柜的一端，分上下两层，上层敷设电力电缆，下层敷设电信电缆，宽度均为800mm，并且线缆敷设时，尽量位于各自桥架的不同从，如上层偏左，下层偏右，且电力电缆引下时均传KBG管保护，以减小电力电缆引下时对电信电缆的干扰；列向桥架处于机房的冷热通道，分别为电力、电信的主要线路桥架，宽度为600mm。不同机房之间，均采用宽度为800mm的桥架进行连接。整个楼层的各个机房，都通过桥架实现互联。7、工程电气测试布线系统的电气测试非常重要，它是保证布线工程质量和网络正常运行不可缺少的一项关键的程序。根据综合布线系统工程验收规范GB50312-200710的规定，工程的电气测试包括电缆系统电气性能测试及光纤系统性能测试。在本工程中，使用网络测试仪对布线系统按照永久链路和信道进行测试，测试结果符合相关标准要求。四、结束语数据中心是现代化企业、机构的网络核心。TIA-942规范的推出，为数据中心布线的设计、施工提供了有力的支持。文中简要介绍了基于TIA-942标准设计的某通信中心机房工程布线设计相关内容。该工程满足了业主要求，符合未来发展趋势。参考文献1 中国互联网络信息中心（CNNIC）.第22次中国互联网络发展状况统计报告R，2008.72 GB9361-88.计算站场地安全要求 S3 G